红外检测电路的设计和制作

1、红外检测电路的设计和制作红外检测在自动控制领域应用如同眼睛一样，可以用来检测黑线和白线。当反射面为白色时，反射光线较强，接收管有信号；当反射面为黑色时，红外线被吸收，接收管无信号。具体应用有巡线小车、电梯准确平层等。但由于外界干扰而经常导致误动作，干扰源如自然光中的红外线等。虽然有时使用滤光片，也很难从根本上解决问题。本文介绍的电路队发射管的发光进行了方波脉冲调制，使其发射频率可调。电路的核心为音频锁相环lm567芯片，在站网上可找到它的pdf。图1为lm567的引脚结构图；整个红外检测电路的原理图如图2所示。 具体的元件参数标在图2中。lm567的5脚、6

2、脚接的电位器r8、c2决定了电路的振荡频率fo=1/1.1r8c2。用示波器可观察5脚为方波信号sout，它送到三极管q1基极，以控制三极管的通断，当其为高电平时红外发光管fsl导通，低电平红外发光管截止。1脚、2脚接滤波电容c3、c4，容值在图2中标出。3脚接输入信号，仅当该输入信号与5脚信号的振荡频率、相位相同时，输出端8脚才输出低电平，发光二极管fs2亮；否则8脚一直输出高电平，发光二极管fs2不亮。由于以该振荡频率照射的红外线是很少的，所以电路的抗干扰性很好。如果另有一个红外线发光管照射接收管js，但调制频率不同于该接收管电路的振荡频率，由于lm567的鉴频功能，在8脚仍不能得到低电平

3、信号输出。 调节电位ss r8可以改变lm567的振荡频率，有时需要在距离较小的范围内分布多对红外管，这时可以将它们各自设置成不同的频率，以避免相互干扰。 图2中采用ne5532运算放大器构成比较器，也可以用比较器lm339代替。接收管的输入信号经过c1电容后从正脚输入比较器，比较电平在负脚输入比较器，通常将比较电平设为2.5伏，可以调节电位器r7适当提高比较电平。 cd40106为施密特触发器，用于对比较器输出的信号进行整形，当发射管和接收管对照时，在其2脚得到的信号应为整形后的方波。该施密特触发器还有一个反相作用。如果不反相，或者再经过一级施密特触发器反相而输入到lm567的3脚，在8脚都

4、不会得到输出，这是由于lm567对相位敏感。 在实际制作时，容易弄混红外发光二极管与光敏二极管或光敏三极管。可采用如下办法区分：用万用表(rx lk档)来测量电阻，用手捏住管子 (避光)，其正向电阻为20-40k，而反向电阻大于200k左右的是红外发光二极管；正反向电阻都接近的是光敏晶体管；正向电阻在lok左右，反向电阻接近的是光敏二极管。红外发光二极管长脚为正端，短脚为负端；光敏晶体管管脚较长的是发射极，另一脚是集电极；光敏二极管可用万用表来测出正极和负极。 在调试电路时，如果一切正常，现象应该如下：当用白纸挡住红外发射管，使它发出的红外线能反射而被接收管接收时，发光二极管fs2会发光，这表

5、明lm567的8脚为低电平，即监测到白线；否则发光二极管fs2不会发光，表明检测范围内没有物体或为黑色物体。如果不正常，有一个简便的办法可以检测lm567是否正常工作：将 lm567的5脚直接和3脚短路，如果这时8脚输出低电平，即发光二极管 fs2发光，则证明lm567正常工作。否则应检查lm567的外围电路或者集成电路本身是否有问题。通常发射部分较接收部分容易调试。 本来lm567的工作频率为001 hz到500khz，但此电路在实际制作时工作频率在3khz左右获得的效果较好，检测的距离不很远，大约能达到 2-3厘米，但这对于一般的检测要求已经足够了。如果频率较高，检测距离会减小。电位器r6

6、控制发光管的强度，可以适当减小阻值以增强光强。整个电路的抗干扰性较好，检测灵敏度较高，具体的检测距离可以通过在实际中根据需要调节。 整个电路采用5伏供电，out输出脚可以送到单片机的的中断引脚已引发红外检测中断。由于仅用到一对红外管，只用到ne5532的一个放大9s， cd40106也只用到六个施密特触发器中的一个，如果一块电路板上集成多对红外管时，其它部分也可以用得上。 lm567、ne5532、cd4d106都是在电子市场上容易买到的器件，红外发光管和接收管也比较常见。 印刷电路板pcb版图如图3所示，其中各个元器件的标号与原理图中一致。 实物照片如图4所示。图中，左侧并列的两个黑色的管子为红外管，下方为发射管，上方为接收管。实际的红外管并非都为黑色，这里是将红外发光管和接收管用黑色胶布包住，以避免它们相互间的直射干扰。图示情况为检测到白色障碍物时的情况，左侧为一白色硬纸片，检测距